مدل عددی از نتایج آزمایشگاهی مناف­پور (2004) استفاده گردید. جهت مدل کردن توربولانس جریان در حالت بدون هوادهی از مدل توربولانسی انتقال تنش برشی (SST) و در حالت با هوادهی از RNGk-ε در محدوده عدد رینولدز 3.1*104<Re<6.2*104 استفاده شده است. تعیین مشخصه­های هیدرولیکی جریان و تاثیر ابعاد هندسی رمپ بر روی آن­ها در حالت بدون هوادهی و تاثیر ورود هوا بر روی مشخصه­های هیدرولیکی جریان با توجه به اعداد بدون بعد درگیر در مسائل تحت فشار مورد بررسی قرار گرفته است.
مقایسه نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی بیانگر دقت مناسب مدل عددی در پیش­بینی الگوی دو بعدی و سه بعدی جریان یک فازی و دو فازی می­باشد. در حالت بدون هوادهی با افزایش ارتفاع نسبی رمپ (tr/d) و زاویه رمپ (q) به علت افزایش سرعت جت پرتابی آب، طول اتصال مجدد و شدت توربولانسی جریان افزایش و ضریب فشار مینیمم جریان (CP min) واقع در ابتدای ناحیه چرخش پایین­دست رمپ کاهش می­یابد. با ورود هوا به جریان نه تنها ناحیه چرخش جریان آب بلافاصله پایین­دست رمپ با هوای تزریقی پر شده بلکه طول کاویتی تشکیل شده بیشتر از طول ناحیه چرخش جریان در حالت بدون هوادهی می­گردد. همچنین با افزایش درصد هوای ورودی به جریان، افزایش قابل توجهی در ضرایب فشار، مقادیر فشار استاتیک و سرعت جریان دیده می­شود. اما به دلیل کاهش نوسانات سرعت توسط هوای ورودی به جریان از شدت توربولانسی جریان کاسته می­شود.
واژه­های کلیدی: سرریز تونلی، کاویتاسیون، مشخصه­های هیدرولیکی، هوادهی، شبیه سازی عددی


فهرست مطالب
1          مقدمه   3
1-1         مقدمه    3
1-2         بیان مسئله    4
1-3         ضرورت انجام تحقیق    4
1-4         هدف از انجام تحقیق    5
1-5         ساختار پایان نامه    5
2           ادبیات فنی و پیشینه موضوع   7
2-1         مقدمه    7
2-2         تعاریف و اصول اساسی حاکم بر پدیده کاویتاسیون    7
2-2-1     پدیده کاویتاسیون و چگونگی وقوع آن    7
2-2-2     علل وقوع پدیده کاویتاسیون    8
2-2-3     اندیس کاویتاسیون    9
2-3         تاثیرات و خسارات ناشی از کاویتاسیون در سرریزها    10
2-3-1     تاثیرات کاویتاسیون    10
2-3-2     مکانیسم تخریب ناشی از وقوع کاویتاسیون    11
2-4         روش های پیشگیری و کاهش خسارات ناشی از کاویتاسیون    12
2-4-1     اصلاح بتن و استفاده از مواد خاص    13
2-4-2     سرریزهای پلکانی    13
2-4-3     هوادهی    13

2-5         هوادهی جریان    14

2-5-1     تقسیم بندی کلی هوادهی جریان    15
2-5-2     تاثیرات هوادهی جریان در سرریزها    18
2-6         تحقیقات صورت گرفته در رابطه با هوادهی    19
3           مواد و روش ها   40
3-1         مقدمه    40
3-2         معادلات حاکم بر جریان    40
3-3         تهیه مدل عددی    42
3-3-1     مدل و شرایط آزمایشگاهی    42
3-3-2     معرفی نرمافزار Fluent  45
3-3-3     هندسه و شبکه بندی مدل عددی    51
3-3-4     شرایط مرزی و شرایط اولیه    54
3-3-5     تنظیمات نرمافزار    55
3-3-6     تحلیل حساسیت    56
4            نتایج تحلیل عددی جریان –  بدون هوادهی   59
4-1         مقدمه    59

4-2         صحت سنجی نتایج حاصل از مدل عددی    59

این مطلب را هم بخوانید :

4-2-1     طول اتصال مجدد    59
4-2-2     ضرایب فشار    62
4-2-3     پروفیل های سرعت    64
4-3         تاثیر ابعاد هندسی رمپ بر روی مشخصه های هیدرولیکی جریان    66
4-3-1     تاثیر افزایش ارتفاع و زاویه رمپ بر روی طول اتصال مجدد    66
4-3-2     تاثیر افزایش ارتفاع و زاویه رمپ بر CP min  68
4-3-3     تاثیر افزایش ارتفاع و زاویه رمپ بر شدت توربولانسی    69
4-4         پروفیل های سرعت جریان عبوری از روی رمپ    70
4-5         پروفیل های توزیع فشار    72
5           نتایج تحلیل عددی جریان –  با هوادهی   77
5-1         مقدمه    77